Линейные цепи с сосредоточенными параметрами. Линейные четырехполюсники. Колебательные контуры (5-7 главы учебника "Радиотехнические цепи и сигналы" под ред. К.Е.Румянцева), страница 19

              Конденсатор С может иметь как постоянную, так и переменную емкость. В первом случае колебательный контур будет настроен на несущую частоту одной радиостанции ωр = 1/√(LC). Во втором случае при изменении емкости конденсатора С можно перестро­ить резонансную частоту и настроить входную цепь приемника на требуемую радиостанцию.

               В антенне наводятся ЭДС множества радиостанций, каждая из которых работает в своем частотном диапазоне и соответственно имеет свою частоту несущего колебания. Эти ЭДС на эквивалент­ной схеме (см. рис. 7.12, б) представлены генераторами напряже­ния e1pl), e2p2), ..., епрn), внутренние сопротивления кото­рых состоят из реактивной Хаи активной Rа составляющих выход­ного сопротивления антенны.

              Емкость конденсатора либо индуктивность индуктивной катуш­ки подбираются таким образом, чтобы настроить контур на несу­щую частоту ωр1 требуемой радиостанции. На этой частоте сопро­тивление контура равно сопротивлению потерь R, а коэффициент передачи напряжения имеет максимальное значение, равное доб­ротности контура Q. Сигнал выбранной радиостанции усиливается в Qраз и поступает на вход последующего каскада. Для ЭДС других радиостанций контур расстроен, коэффициент передачи напряже­ния имеет малую величину (может быть даже меньше единицы). Таким образом, за счет избирательных свойств колебательного кон­тура преимущественно усиливается сигнал выбранной радиостан­ции, а сигналы остальных радиостанций ослабляются, т.е. контур позволяет осуществить частотную избирательность.

             Последовательный контур может быть использован для подав­ления колебаний, например помех, наводимых в антенне в определенном частотном диапазоне. Это можно осуществить, исполь­зуя электрическую схему входной цепи приемника с фильтрую­щим элементом (рис. 7.13).

              В этой цепи индуктивная катушка Lи конденсатор С позволяют настро­ить входную цепь приемника на несущую частоту требуемой радиостанции. Индуктивная катушка LФ, и конденса­тор Сф образуют второй последова­тельный колебательный контур. На ре­зонансной частоте сопротивление кон­тура равно сопротивлению потерь, т.е. составляет по величине единицы или десятки Ом. Подобное сопротивление является шунтирующим между антен­ной и общей шиной («землей»), В ре­зультате этого первый колебательный контур закорачивается на резонансной частоте второго контура. Сигнал, соответствующий

Рис.  7.13.  Электрическая схема входной цепи прием­ника с фильтрующим эле­ментом

этой частоте будет замыкаться на «землю» и не сможет пройти во входную цепь приемника. Это обеспечивает подавление помех во входных цепях приемника.

7.6. Параллельный колебательный контур основного вида

              Параллельным колебательным контуром называется электричес­кая цепь, в которой имеются индуктивные и емкостные ветви включенные параллельно источнику энергии.

             Эквивалентная схема параллельного колебательного контура основного вида (рис. 7.14) состоит из индуктивной катушки, пред­ставленной индуктивностью Lи сопротивлением потерь R, кон­денсатора, представленного емкостью С. Так как потери в конденсаторе пренебрежимо малы, то его сопротивление потерь не учитываем. Питается контур от источника энергии, например от гене­ратора с большим внутренним сопротивлением Ri. Сопротивление нагрузки rh на эквивалентной схеме характеризует входное сопротивление последующего каскада, на который передается сигнал контура. Если контур питается от генератора напряжения, то амп­литуда напряжения, снимаемого с контура, всегда меньше амплитуды напряжения генератора.

             В целях анализа основных характеристик параллельного контура запишем выражение для расчета комплексного входного сопротивления:

                                                                              (7.12)

                В условиях резонанса реактивные сопротивления индуктивной катушки ω0L и конденсатора 1/(ω0С) равны между собой. При этом реактивное сопротивление в знаменателе выражения  (7.12) будет равно нулю. Найдем резонансную частоту контура

Рис. 7.14. Эквивалентная схема параллельного колебательного контура основного вида

ω0= 1/√LC , которая совпадает с резонансной частотой после­довательного контура, составленного из тех же элементов, что и параллельный контур.

              На частотах, близких к резонансной, реактивное сопротивле­ние индуктивности ωL, существенно больше сопротивления по­терь R. С учетом этого выражение (7.12) преобразуется к виду

             В показательной форме комплексное входное сопротивление параллельного колебательного контура имеет вид

              Модуль комплексного входного сопротивления контура и ар­гумент комплексного входного сопротивления контура определя­ются по формулам:

где  R0 = p2/Rэквивалентное сопротивление контура на резо­нансной частоте.

              На рис. 7.15 показаны модуль и аргумент входного сопротивле­ния параллельного колебательного контура.

              Рассматривая выражения для модуля и аргумента комплексно­го входного сопротивления параллельного контура, отметим сле­дующие особенности (см. рис. 7.15).

        1. На резонансной чистоте ω = ω0 модуль комплексного входно­го сопротивления контура достигает наибольшей величины R0 =p2/R. При увеличении индуктивности или уменьшении емкости контура модуль комплексного входного сопротивления растет про­порционально квадрату этих параметров. Уменьшение индуктив­ности и увеличение емкости контура приводят к снижению вход­ного сопротивления контура.

        2.  При увеличении расстройки частоты модуль комплексного входного сопротивления контура снижается. При ξ= ±1 значение Zвх(ξ) уменьшается до уровня 0,707R0. В дальнейшем модуль со­противления снижается более плавно.

        3. При значениях обобщенной расстройки ξ = ±1 величина Zвх(ω) снижается до уровня 0,707. Это соответствует отклонению частоты от резонансной на величину

Δω1= ±ω0/(2Q). Значит, избирательности параллельного и последовательного контуров

Рис. 7.15. Модуль (а) и аргумент (б) входного сопротивления